CN110006052A - 一种垃圾焚烧余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾焚烧余热利用系统，所述系统包括顺次相连的焚烧炉单元、烟道单元和烟气处理排放单元；所述烟道单元包括第一烟道、第二烟道、第三烟道和尾部烟道，所述第一烟道与第二烟道之间设置有飞灰分离利用单元；所述烟道单元的各烟道中布置有锅炉受热面，所述锅炉受热面包括一次再热单元。本发明提出一种带一次再热和飞灰分离单元的垃圾焚烧余热利用系统，一方面采用再热单元后可有效提高整个电厂的发电效率，另一方面增设飞灰分离利用单元可有效提高飞灰的分离效率，可有效提高垃圾发电厂的热效率(3～6％)并减少烟气中的灰含量，减少下游受热面的沾污和腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾利用的环保技术领域，更具体地讲，涉及一种垃圾焚烧余热利用系统。
背景技术
随着我国城镇化的进行以及人民生活水平的不断提高，城镇垃圾的产生量也越来越多。当前垃圾焚烧发电越来越受到欢迎，垃圾焚烧后产生的热量由余热锅炉吸收，产生蒸汽推动汽轮机发电。垃圾发电锅炉通常容量小参数低，存在发电效率不高的问题。
随着人们生活水平的提高，垃圾的种类越来越多，热值也会越来越高，余热锅炉的参数从中温中压将逐渐提高到高温高压，这给带有再热系统的锅炉提供了现实基础。同时垃圾焚烧后会产生较多的危险性较高的飞灰，现有的余热锅炉通常采用三烟道的布置形式，使烟气在烟道内折返通过自然沉降的方式脱除飞灰。该方式脱除飞灰效率低，下游受热面沾污严重。垃圾焚烧电厂运行过程中经常发生大量飞灰沾污受热面，使受热面腐蚀严重而发生爆管事故。
发明内容
针对当前垃圾发电厂发电效率低、自然沉降脱除飞灰效率低且受热面沾污严重的问题，本发明提出一种能够提高飞灰分离效率、提高系统的燃尽率同时也能提高垃圾焚烧系统适应能力的垃圾焚烧余热利用系统。
本发明提供了一种垃圾焚烧余热利用系统，所述系统包括顺次相连的焚烧炉单元、烟道单元和烟气处理排放单元；
所述烟道单元包括第一烟道、第二烟道、第三烟道和尾部烟道，所述第一烟道与第二烟道之间设置有飞灰分离利用单元；
所述烟道单元的各烟道中布置有锅炉受热面，所述锅炉受热面包括一次再热单元。
根据本发明垃圾焚烧余热利用系统的一个实施例，所述飞灰分离利用单元包括旋风分离单元和返料单元或者包括旋风分离单元和外置床单元，所述旋风分离单元的入口与第一烟道相连且出口与飞灰输送单元或者所述返料单元或外置床单元相连，所述返料单元或者外置床单元与所述焚烧炉单元相连。
根据本发明垃圾焚烧余热利用系统的一个实施例，所述第二烟道与第三烟道相连，第三烟道与尾部烟道相连，尾部烟道为立式烟道或卧式烟道，一次再热单元布置在第三烟道或尾部烟道中。
根据本发明垃圾焚烧余热利用系统的一个实施例，所述一次再热单元的蒸汽入口与汽轮机高压缸相连且蒸汽出口与汽轮机低压缸相连。
根据本发明垃圾焚烧余热利用系统的一个实施例，所述系统还包括与焚烧炉单元相连的垃圾给料单元和送风单元。
根据本发明垃圾焚烧余热利用系统的一个实施例，所述烟气处理排放单元包括顺次相连的烟气净化子单元、引风子单元和烟囱。
根据本发明垃圾焚烧余热利用系统的一个实施例，所述锅炉受热面还包括布置在焚烧炉单元中的水冷壁、布置在第一烟道和第二烟道中的过热单元以及布置在尾部烟道中的省煤单元。
与现有技术相比，本发明提出一种带一次再热和飞灰分离单元的垃圾焚烧余热利用系统，一方面采用再热单元后可有效提高整个电厂的发电效率，另一方面增设飞灰分离利用单元可有效提高飞灰的分离效率，可有效提高垃圾发电厂的热效率(3～6％)并减少烟气中的灰含量，减少下游受热面的沾污和腐蚀。
附图说明
图1示出了根据本发明一个示例性实施例的垃圾焚烧余热利用系统的整体结构示意图。
图2示出了根据本发明另一个示例性实施例的垃圾焚烧余热利用系统的整体结构示意图。
附图标记说明：
1-垃圾给料单元、2-焚烧炉单元、3-第一烟道、4-旋风分离单元、5-第二烟道、6-尾部烟道、7-烟气净化子单元、8-引风子单元、9-烟囱、10-送风单元、11-第三烟道、12-返料单元、13-汽轮机高压缸、14-汽轮机低压缸、15-外置床单元。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面对本发明的燃超高灰分燃料的循环流化床热力系统布置结构进行具体描述和说明。
图1示出了根据本发明一个示例性实施例的垃圾焚烧余热利用系统的整体结构示意图，图2示出了根据本发明另一个示例性实施例的垃圾焚烧余热利用系统的整体结构示意图。
如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施例，所述垃圾焚烧余热利用系统包括顺次相连的焚烧炉单元2、烟道单元和烟气处理排放单元。焚烧炉单元2可以为余热锅炉，其炉膛中设置有水冷壁等锅炉受热面，是主要的垃圾焚烧和余热利用组件。垃圾在焚烧炉单元2中经过干燥、着火和燃尽等过程后得到的烟气进入烟道单元，随后进入烟气处理排放单元处理后排放。
其中，本发明的烟道单元包括第一烟道3、第二烟道5、第三烟道11和尾部烟道6，本发明在第一烟道3与第二烟道5之间设置有飞灰分离利用单元，由此利用该飞灰分离利用单元来有效提高飞灰的分离效率，并且能够在垃圾热值发生变化导致燃烧状态不好时，可以选择将分离出的全部或部分飞灰重新送入焚烧炉膛燃烧，提高系统的燃尽率同时也能提高垃圾焚烧系统的适应能力；在飞灰的温度高、灰量大时，还可以增设外置床单元，以便控制焚烧炉内的燃烧状况。
优选地，飞灰分离利用单元包括旋风分离单元4和返料单元12(具体如图1所示)或者包括旋风分离单元4和外置床单元15(具体如图2所示)，旋风分离单元4的入口与第一烟道3相连且出口与飞灰输送单元(未示出)或者返料单元12或外置床单元15相连，返料单元12或者外置床单元15与焚烧炉单元2相连。其中，旋风分离单元4没有运动部件，可靠性高且可有效提高飞灰的分离效率。优选地，为了保持旋风分离单元4较高分离效率的同时适当控制阻力，旋风分离单元4的入口需保持18～30m/s的烟气流速。
本发明的烟道单元的各烟道中布置有锅炉受热面，锅炉受热面包括一次再热单元(如再热器)。当然，除了一次再热单元之外，锅炉受热面还包括布置在焚烧炉单元2中的水冷壁、布置在第一烟道3和第二烟道5中的过热单元(如过热器)以及布置在尾部烟道6中的省煤单元(如省煤器)，具体可以根据工况选择，但本发明的改进点在于增设了再热单元。过热蒸汽在汽轮机高压缸13做功完成后，重新回到本系统中的再热单元再次受热，之后再进入汽轮机低压缸14做功，也即采用再热单元后可有效提高整个电厂的发电效率。
其中，第二烟道5与第三烟道11相连，第三烟道11与尾部烟道6相连，尾部烟道6可以为立式烟道或卧式烟道，，一次再热单元优选地布置在第三烟道或尾部烟道中，一次再热单元的蒸汽入口与汽轮机高压缸13相连且蒸汽出口与汽轮机低压缸14相连。
此外，本系统还包括与焚烧炉单元2相连的垃圾给料单元1以向焚烧炉单元中送入垃圾，以及送风单元10以向炉膛中送入燃烧风。本系统中的烟气处理排放单元可以包括顺次相连的烟气净化子单元7、引风子单元8和烟囱9，以将分离飞灰且充分换热后的烟气进行净化处理并排出。
采用本发明的系统后，垃圾在焚烧炉单元2中经过干燥、着火和燃尽等过程，生成的烟气进入第一烟道3，之后烟气以较高的速度进入旋风分离单元4，依靠惯性脱除大颗粒飞灰，脱除的飞灰可以直接排入飞灰输送单元，也可以在必要时通过返料单元12返回焚烧炉单元再次燃烧。烟气经过旋风分离单元4后以较低速度依次进入第二烟道5、第三烟道11和尾部烟道6，然后再进入烟气净化子单元7，之后通过引风单元8进入烟囱9排放。其中，锅炉受热面布置在各烟道中，尤其一次再热单元布置在第三烟道11中。
由此，新蒸汽在汽轮机高压缸13中做完功后重新回到一次再热单元加热，之后进入汽轮机低压缸14做功，之后经凝汽器冷却后成为过冷水，由泵升压后进入省煤器和汽包，在汽包中进行汽水分离，水经下降管重新进入焚烧炉单元的炉膛吸热，而蒸汽则进入过热单元吸热成为新蒸汽。
综上所述，本发明提出一种带一次再热单元和飞灰分离利用单元的垃圾焚烧余热利用系统，能很好地解决当前垃圾发电厂发电效率低、自然沉降脱除飞灰效率低且受热面沾污严重的问题，采用这种系统可以有效提高垃圾发电厂的热效率(3～6％)并能减少烟气中的灰含量，减少下游受热面的沾污和腐蚀。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (7)
1.一种垃圾焚烧余热利用系统，其特征在于，所述系统包括顺次相连的焚烧炉单元、烟道单元和烟气处理排放单元；
所述烟道单元包括第一烟道、第二烟道、第三烟道和尾部烟道，所述第一烟道与第二烟道之间设置有飞灰分离利用单元；
所述烟道单元的各烟道中布置有锅炉受热面，所述锅炉受热面包括一次再热单元。
2.根据权利要求1所述垃圾焚烧余热利用系统，其特征在于，所述飞灰分离利用单元包括旋风分离单元和返料单元或者包括旋风分离单元和外置床单元，所述旋风分离单元的入口与第一烟道相连且出口与飞灰输送单元或者所述返料单元或外置床单元相连，所述返料单元或者外置床单元与所述焚烧炉单元相连。
3.根据权利要求1所述垃圾焚烧余热利用系统，其特征在于，所述第二烟道与第三烟道相连，第三烟道与尾部烟道相连，尾部烟道为立式烟道或卧式烟道，一次再热单元布置在第三烟道或尾部烟道中。
4.根据权利要求1或3所述垃圾焚烧余热利用系统，其特征在于，所述一次再热单元的蒸汽入口与汽轮机高压缸相连且蒸汽出口与汽轮机低压缸相连。
5.根据权利要求1所述垃圾焚烧余热利用系统，其特征在于，所述系统还包括与焚烧炉单元相连的垃圾给料单元和送风单元。
6.根据权利要求1所述垃圾焚烧余热利用系统，其特征在于，所述烟气处理排放单元包括顺次相连的烟气净化子单元、引风子单元和烟囱。
7.根据权利要求1所述垃圾焚烧余热利用系统，其特征在于，所述锅炉受热面还包括布置在焚烧炉单元中的水冷壁、布置在第一烟道和第二烟道中的过热单元以及布置在尾部烟道中的省煤单元。
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